本發(fā)明屬于防腐無機顏料合成，特別涉及一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料及其合成方法。

背景技術(shù)：

1、磷酸鋅是一種無機化合物，其具有無色斜方結(jié)晶或白色微晶粉末的形態(tài)，作為一種性能優(yōu)良的防銹顏料被廣泛應用在防腐涂料、水性涂料、建筑涂料等涂料領(lǐng)域。目前市面現(xiàn)有技術(shù)制備的磷酸鋅顏料存在粒徑尺寸粗大、比表面積小和活性不足的問題，且市面上的磷酸鋅顏料均是二維平面結(jié)構(gòu)，這些問題都限制了磷酸鋅顏料在有機涂料中的應用。具體來說，粗大的粒徑使得磷酸鋅顏料在較為細膩的有機涂料體系中難以均勻分散，比表面積小使得磷酸鋅顏料與周圍環(huán)境（如涂料中的其他成分、金屬基體表面等）進行化學反應的有效接觸面積較小，活性不足使得磷酸鋅顏料在有機涂料中與金屬基體發(fā)生反應的能力較弱，它無法充分利用自身的化學性質(zhì)來與基體表面的fe、al和mg等金屬元素進行有效的化學反應，如形成化學性質(zhì)穩(wěn)定的磷酸鹽等鈍化膜的過程不夠順暢；二維平面結(jié)構(gòu)的磷酸鋅顏料難以媲美三維結(jié)構(gòu)顏料形成的迷宮效應，從而對侵蝕性離子的滲透起到明顯的阻擋作用；且二維平面結(jié)構(gòu)的磷酸鋅顏料使得其在有機涂料中與金屬基體接觸時，難以完全貼合金屬基材的微觀凹凸不平、孔洞等復雜形狀，且在有機涂料的成膜過程中也會產(chǎn)生空間阻礙效應，以上種種問題都導致磷酸鋅顏料在應用于有機涂料中存在腐蝕防護能力明顯不足的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料及其合成方法，通過添加陰離子型表面活性劑、絡合劑以及ph值調(diào)節(jié)值的含鋅溶液并調(diào)整合成步驟的條件，以制備尺寸細小、比表面積大、具有穩(wěn)定三維空間結(jié)構(gòu)的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料，提高其在有機涂料中的腐蝕防護效果。

2、為實現(xiàn)以上目的，本技術(shù)方案提供一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，包括以下步驟：

3、s1：配置含有去離子水、陰離子型表面活性劑、可溶性鋅鹽以及堿性調(diào)節(jié)劑的含鋅溶液，其中含鋅溶液的ph值為11~14；

4、s2：配置含有去離子水、有機溶劑、磷酸、可溶性磷酸鹽以及酸性調(diào)節(jié)劑的含磷酸根溶液，其中含磷酸根溶液的ph值為1~3；

5、s3：將含磷酸根溶液以霧化狀態(tài)噴入含鋅溶液中形成混合溶液，對混合溶液進行超聲細化以及加熱保溫，其中加熱溫度至25℃并保溫0.1~24h；

6、s4：過濾混合溶液中的沉淀物并烘干沉淀物得到微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料。

7、第二方面，本方案提供了一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料，根據(jù)第一方面的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法合成得到。

8、相較現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案具有以下特點和有益效果:本方案提供的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料及其合成和應用方法，能夠合成具有微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料，該磷酸鋅顏料晶粒尺寸細小、比表面積大、具有穩(wěn)定的三維空間結(jié)構(gòu)，這種三維結(jié)構(gòu)優(yōu)勢顯著提升了顏料在防腐蝕應用中的效能，降低金屬腐蝕風險。

9、微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料具有的獨特三維結(jié)構(gòu)如三維花狀、球狀或仙人球形狀等，相比傳統(tǒng)二維結(jié)構(gòu)，能全方位覆蓋金屬表面，形成迷宮效應，對侵蝕性離子的滲透起到良好的物理屏蔽效果，不留防護死角，極大提高了有機涂料防腐性能，延長金屬制品使用壽命。

10、微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料具有更大比表面積，使微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料被應用于有機涂料中時可充分吸附并固定防銹成分，形成更致密防護層，且三維結(jié)構(gòu)利于顏料均勻分散，避免團聚，確保涂料性能穩(wěn)定，有效抵御腐蝕介質(zhì)侵蝕，保障金屬部件完好，其立體形態(tài)有助于在有機涂料中構(gòu)建穩(wěn)固的物理屏障，不僅能有效阻擋水分、氧氣等腐蝕因素滲透，還能在金屬表面形成連續(xù)、完整的保護膜。

技術(shù)特征：

1.一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，含鋅溶液中含有的可溶性鋅鹽選自無機可溶性鋅鹽和有機可溶性鋅鹽中的一種或混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，當含鋅溶液中含有無機可溶性鋅鹽時，含鋅溶液中添加絡合劑；當含鋅溶液中含有有機可溶性鋅鹽時，含鋅溶液中不添加或者少量的絡合劑，其中絡合劑呈現(xiàn)堿性。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，所述絡合劑為乙酸鈉、葡萄酸鈉、乳酸鈉、檸檬酸鈉、水楊酸鈉、丙酸鈉、酒石酸鈉中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，陰離子型表面活性劑包含十二烷基苯磺酸鈉、油酸鈉、月硅酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，含磷酸根溶液中的磷酸選擇為正磷酸，或者正磷酸和偏磷酸的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，所述有機溶劑為乙醇、聚乙二醇、丙三醇、乙酸乙酯中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，步驟s1中的含鋅溶液置于超聲震蕩和微波加熱功能的輔助裝置之中，控制含鋅溶液的溫度為25℃~90℃；步驟s2中的含磷酸根溶液置于磁力攪拌的水浴鍋之中，控制含磷酸根溶液的溫度為25℃~90℃；步驟s3中的混合溶液置于超聲震蕩和微波加熱功能的輔助裝置之中。

9.根據(jù)權(quán)利要求1到8任一所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法，其特征在于，步驟s1中的可溶性鋅鹽、陰離子型表面活性劑的質(zhì)量比例設置在3:1?~5:1之間，步驟s2中的磷酸、可溶性磷酸鹽以及有機溶劑的質(zhì)量比例設置在3:1:1~7.5:1.5:1之間。

10.一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1到9任一所述的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料的合成方法合成得到，具有三維空間結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本方案提供了一種微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料及其合成方法，屬于防腐無機顏料合成技術(shù)領(lǐng)域，包括步驟：S1：配置含有可溶性鋅鹽、陰離子型表面活性劑以及堿性調(diào)節(jié)劑的含鋅溶液，其中含鋅溶液的pH值為11~14；S2：配置含有有機溶劑、磷酸、可溶性磷酸鹽以及酸性調(diào)節(jié)劑的含磷酸根溶液，其中含磷酸根溶液的pH值為1~3；S3：將含磷酸根溶液以霧化狀態(tài)噴入含鋅溶液中形成混合溶液，對混合溶液進行超聲細化以及加熱保溫，其中加熱溫度至25℃并保溫0.1~24h；S4：過濾混合溶液中的沉淀物并烘干沉淀物得到微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料，可合成制備尺寸細小、比表面積大、具有穩(wěn)定的三維空間結(jié)構(gòu)的微納級三維結(jié)構(gòu)磷酸鋅顏料。

技術(shù)研發(fā)人員：張玉林,汪彬,周云軒,毛彥超
受保護的技術(shù)使用者：蘭溪市鎂材料研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30